Chimica inorganica 1

Introduzione generale

Lega sodio potassio

Na_xK_y

La materia si presenta anche sotto forma di miscele oltre che di composti. Le miscele possono essere omogenee e eterogenee.

Nei composti la composizione è fissa, mentre nelle miscele è variabile.

Fasi

Na⁺ + 1/2 Cl₂ → NaCl

T_{fus (°C)} 97,8 → 101,5 → 801

Reattività

⚠ Urinante

Il legame del NaCl è covalente, ma ha una frazione di legame ionico.

Visione atomica della materia

• 1780 Lavoisier: conservazione della massa

La massa totale delle specie reagenti è uguale alla massa totale delle specie prodotti.

Pb(NO₃)₂ (aq) + Na₂CrO₄ (aq) → PbCrO₄ (s) + NaNO₃ (aq)

Cu (s) + S (s) → CuS (s)

• 1820 Proust: legge delle proporzioni definite

Ogni composto è caratterizzato da rapporti ponderali fissi tra gli elementi

% Cu nella malachite Cu₂CO₃(OH)₂ → % Pb nella galena PbS

• 1802 Dalton: legge delle proporzioni multiple

I composti derivano da combinazioni di atomi in rapporti specifici fissi a numeri piccoli interi (ad eccezione dei casi non stechiometrici).

14 g di N₂ (g) + 8 g O₂ (g) → N₂O₃ pentossido d'azoto

2 x 14 g di N₂ (g) + 8 g O₂ (g) → NO (g) → monossido d'azoto

14 g di N₂ (g) + 32 g O₂ (g) → NO₂ (g) → biossido d'azoto

N₂O₅ sesquiossido d'azoto

14 g di N₂O₃ + CO₂O₂(g) + N₂O₅ (g) pentossido di diazoto

1800 Dalton e la prima definizione moderna di atomo

Esistono gli atomi, i composti sono costituiti da atomi in capacità specifiche. Ogni elemento possiede propri atomi.

Trattiamo gli atomi collettivamente le mole

1802 Gay Lussac a P, T cost. V₁/V₂ = n/m numeri interi piccoli

1802 Avogadro a P, T cost. V = d_- gas contengono lo stesso numero di particelle

1860 Cannizzaro per gli atomi

esistono gli atomi e si combinano in numeri interi piccoli quindi: per ogni molecola ho un numero di atomi fisso

Se V uguale ho uguale n di molecole

massa composto = Σ massa elementi

la massa deve essere proporzionale al peso molecolare

Serve un riferimento:

1/12 della massa del ¹²C è definita come unità di massa atomica uma.

peso atomico (PA) è un numero che indica quante volte il peso dell'atomo di un elemento è maggiore rispetto a 1/12 della massa del ¹²C unità di uma.

Mole: quantità in grammi di sostanza pari al peso atomico dell'elemento, ovvero la quantità di sostanza che contiene un numero di Avogadro, 6,023 ⋅ 10²³ elementi.

Il numero di Avogadro è 6,023 ⋅ 10²³ numero di atomi contenuti in 12 g di ¹²C,

uma = 1/12 della massa del ¹²C = 1,66 ⋅ 10⁻²⁷ kg

Peso di una mole di atomi/molecole = peso atomico/molecolare

Numero di moli n = Peso (g) / (Peso atomico & molecolare)

Esperimento di Einstein (costante dell’elettrone)

Quando un metallo (alcalino ed alcalino/terroso) viene investito da radiazioni elettromagnetiche, si ha l'emissione di fotoelettroni. Questi vengono emessi solo se la radiazione investente presenta un valore soglia, che dipende dal tipo di metallo. Le energia cinetica massima dei fotoelettroni segue una legge lineare che costituisce la legge di Planck.

Esperimento di Bohr (modello atomico)

L'energia è quantizzata e fisse anche quella possiede nell'atomo, cioè le orbite sono discrete.

I moti più ciclici dell'elettrone più vicino al nucleo e pesanti si trovano in stati stazionari.

L'elettrone si muove su orbite circolari per la forza di Coulomb dall'attrazione delle cariche opposte. L'elettrone va tolto da quello più vicino che presta forza così da fermo nell'orbita, quindi l’energia angolare è quantizzata.

\[ nmr = \frac{{nh}}{{2\pi}} \quad V = \frac{{nh}}{{2\pi mr}} \quad n^2 = \frac{{h^2}}{{4\pi^2 m r^2}} \]

Condizioni di stato stazionario valido con \( n = 1, 2, 3 \ldots \)

Forza centrifuga e coulombiana devono essere bilanciate:

\[ F_{\text{Coulomb}} = F_{\text{centrifuga}} \quad \frac{{Ze^2}}{{4\pi\epsilon_0 r^2}} = \frac{{mv^2}}{{r}} \quad \Rightarrow \quad N^2 = \frac{{Z e^2}}{{4\pi\epsilon_0 m n h^2}} \quad \Rightarrow \quad n = nh \]

\[ n^2 \cdot 4\pi\epsilon_0 = \frac{{\pi m e^2}}{2} \]

Il numero quantico principale permette di scrivere 18891 per le orbite che vanno da 0,53 Å

\[ n = 1 \quad r = 0,53 \, \text{Å} \]

\[ E_{\text{Tot}} = K + U \quad \Rightarrow \quad \frac{1}{2} mv^2 - \frac{Z e^2}{4\pi \epsilon_0 r} \]

energia cinetica

\[ K = \frac{1}{2} m v^2 \]

\[ U = \frac{Z e^2}{4\pi \epsilon_0 r} \]

\[ E = K + U = -\frac{1}{8} \frac{Z e^2}{m^2 \epsilon_0^2 h^2} \propto \frac{1}{n^2} \]

\[ \Delta E = E_f - E_i = \text{cost} \left( \frac{1}{n_f^2} - \frac{1}{n_i^2} \right) \]

De Broglie utilizzo l'equazione di Einstein e di Planck

\[ E = h \nu = m c^2 \quad \Rightarrow \quad \frac{h}{\lambda} = \frac{h}{mc} \]

Se \( n \) è grande e \( h \) è piccola allora \(\Delta E\) il trattenere, piccola pari, non può essere rilevato. Anche se \( m \) piccola allora i quanti di Q = 0 - 9.

...partenza. L'espressione la somma (ambiente addensato) delle funzioni ... con delle relazioni tra ( la → senza d'onda e della stessa fase. Queste relazioni sono molto semplificate: il caso più semplice è quello dei caso bidimensionale (come una chitarra).

Nel caso monodimensionale L = ...

La n lunghezza d'onda allineata è espressa dalla funzione ...

X_n = n ...

n = 2L

Nel caso tridimensionale La vibrazione è quantizzata dal modo fondamentale alla armoniche sferiche con frequenza fondamentale F_n 2 armoniche sferiche Fn.

Nel caso bidimensionale la lunghezza totale L è proporzionale ad un fattore di proporzionalità L/2 [lunghezza d'onda] che si vince a generale e in particolare c'è un fattore, che è il numero, che dice quali sono le armoniche fondamentali e le armoniche superiori. Per esempio abbiamo armoniche fondamentali per aumentandola via via avremo che le lunghezze d'onda marcano un maggior numero di nodi quindi tutte le armoniche sferiche si possono anche indicare in questo modo:

A = 2L = anche per il caso più complesso

n

Nel caso dell'atomo si ha un sistema confinato (percorso chiuso).

Funzione d'onda, Ψ(x,y,z)

Ψ²(x,y,z) probabilità di trovare l'elettrone.

Si può dimostrare che d²F_(x) = - CπF_(x)

dx² λ2

Dim. (non serve)

..._(y) + d²(x) + d²(z) = Ψdy² 0,22 a,22 ...

d²dr ... α(x,y,z) = ...

Per l'atomo, il primo punto di partenza è che l'elettrone deve compiere un'orbita chiusa (quindi sarà contenibile in un percorso chiuso, questo dove ripartire dal punto di partenza).

La funzione d'onda quindi (x,f(s,t)) sarà in funzione delle coordinante delle base. Questa funzione non delle molte fisicamente s-silla...(x) del caso dell'atomo ma è un formalismo che descrive il livello dell'elettrone. Per visualizzarlo Fisicamente si utilizza la funzione ψ(x) che dà essenzialmente la probabilità di trovare l'elettrone. In un sistema bidimensionale, l'onda che assume una...in onde che ψ(x) che...in quale percorso

della funzione funzione d'onda che è visualizzata in valore massimo quando la quantità della funzione funzione d'onda è massima.